無(wú)機(jī)化學(xué)過(guò)渡元素

無(wú)機(jī)化學(xué)過(guò)渡元素d、ds區(qū)元素在周期表中的位置

電子排布特征(n-1)d1-10ns1-2第一過(guò)渡系第二過(guò)渡系第三過(guò)渡系11.1過(guò)渡元素的通性●大多數(shù)金屬的熔、沸點(diǎn)高，硬度、密度大●不少元素形成有顏色的化合物●許多元素形成多種氧化態(tài)●形成配合物的能力比較強(qiáng)●參與工業(yè)催化過(guò)程和酶催化過(guò)程的能力強(qiáng)●過(guò)渡金屬原子半徑先減小，后增大?！襁^(guò)渡金屬及合金有廣泛的用途過(guò)渡元素一系列特征幾乎都與未充滿或剛充滿的d軌道有關(guān)，因此有人認(rèn)為，過(guò)渡元素的化學(xué)就是d電子的化學(xué)。Fig.1Atomicradiusoftransitionelements原子半徑先降低，后增大？一、原子半徑二、金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)●熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高W●硬度大●密度大●導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性，延展性好Os過(guò)渡元素的水合離子大多是有顏色的。Ti+V3+Cr3+Mn3+Mn2+Fe3+Fe2+Co2+Ni2+Cu2+d1d2d3d4d5d5d6d7d8d9

紫紅綠藍(lán)紫紫紅肉色黃色淺綠粉紅綠色藍(lán)色

Mn(Ⅱ)Fe(Ⅱ)Co(Ⅱ)Ni(Ⅱ)Fe(Ⅲ)Cu(Ⅱ)紅色為常見(jiàn)的氧化態(tài)四、多種氧化態(tài)五、形成多種配合物用途：形狀記憶合金記憶合金是一種頗為特別的金屬條，利用某些合金在固態(tài)時(shí)其晶體結(jié)構(gòu)隨溫度發(fā)生變化的規(guī)律，在高溫下這種合金可以被變成任何你想要的形狀，在較低的溫度下合金可以被拉伸，但若對(duì)它重新加熱，它會(huì)記起它原來(lái)的形狀，而變回去。這種材料就叫做形狀記憶金屬（memorymetal）。

例如，鎳-鈦合金在40oC以上和40oC以下的晶體結(jié)構(gòu)是不同的，但溫度在40oC上下變化時(shí)，合金就會(huì)收縮或膨脹，使得它的形態(tài)發(fā)生變化。這里，40oC就是鎳-鈦記憶合金的“變態(tài)溫度”。各種合金都有自己變態(tài)溫度。形狀記憶合金在生物工程、醫(yī)藥、能源和自動(dòng)化等方面都有廣闊的應(yīng)用前景。建筑工地上打樁聲驟然震響,路過(guò)的行人紛紛加快腳步,盡早避開(kāi)那“砰砰”的噪聲?？墒怯幸晃贿^(guò)客卻倒在地上抱頭打滾,痛苦不堪。原來(lái),他的顱骨曾因工傷而破損,每遇聲浪震蕩,便頭痛欲裂。為了讓這位特殊的患者能過(guò)正常人的生活。醫(yī)生們絞盡了腦汁。最后,他們用一片合金片覆蓋病人顱骨缺損處,再用一種“熱激勵(lì)鉚釘”將合金固定在顱骨上.這種鉚釘在低溫下可以松松地置入骨孔,當(dāng)它達(dá)到人體溫度后就自動(dòng)膨脹定位。從此,這位頭痛癥患者不再懼怕聲波沖擊了。鉻(chromium)(1)性質(zhì)灰白色,熔點(diǎn)沸點(diǎn)高，硬度大(最高)活潑金屬，表面因形一層成氧化膜，甚至不溶于HNO3和王水.(2)特點(diǎn)：形成五彩繽紛的化合物(3)應(yīng)用●不銹鋼的鉻含量在10%~14%●金屬陶瓷(含77%的Cr,23%的Al2O3)●電鍍和制革●生物應(yīng)用:含量與青少年近視有密切關(guān)系.鉻鹽鈍化技術(shù)，在國(guó)外1930年才開(kāi)始，在我國(guó)西安出土的秦始皇時(shí)代的三把寶劍，在潮濕的地下，毫無(wú)銹跡，劍身烏亮，寒光逼人。經(jīng)用現(xiàn)代探測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)已經(jīng)將劍進(jìn)行了鉻鹽氧化處理。一、Cr單質(zhì)及其重要化合物的性質(zhì)價(jià)電子構(gòu)型3d54s1常見(jiàn)氧化態(tài)：+2,+3,+6

CrCrCl2(藍(lán))CrCl3(綠)HClO2Cr2O3(綠)OH-Cr(OH)3（灰藍(lán)色，兩性）Cr(III)價(jià)電子構(gòu)型：3d34s0,空軌道較多。a.Cr(III)化合物有一定的顏色b.Cr(III)的氧化物及其水合物具有兩性c.Cr(III)鹽具有水解性d.Cr(III)易形成配合物，配位數(shù)６，特征顏色。二、鉻(III)的重要化合物(1)鉻綠(Cr2O3)——兩性化合物Cr2O3+3H2SO4Cr2(SO4)3+3H2OCr2O3+2NaOH2NaCrO2+H2O(灰藍(lán))(深綠色)(NH4)2Cr2O7Cr2O3＋N2＋4H2O加熱藍(lán)色Zn)(2Cr22+++Zn(s)Cr3++14HSOOCrOH7OS32Cr24272Ag22823+++++---++2422O4H2CrO2OHO3H2CrO2-2+++--（2）Cr(Ⅲ)的還原性與氧化性堿性條件下易被氧化。Cr2+(aq)Cr3+(aq)V33.1)Cr/OCr(3272=+-酸性條件：EV72.0)CrO2-/CrO(24-=-堿性條件：E(3)Cr(III)配合物的多種顏色3d4s4pd2sp3[Cr(H2O)6]3+若被氨取代，則有：[Cr(H2O)6]3+紫色→[Cr(NH3)2(H2O)4]3+紫紅色

→

[Cr(NH3)3(H2O)3]3+粉紅色→

[Cr(NH3)4(H2O)2]3+橙紅色→[Cr(NH3)5(H2O)]3+橙紅色→[Cr(NH3)6]3+黃色CrH2OH2OH2OClH2OH2OCl–H2OCl–CrH2OH2OH2OClH2OH2OCl–H2OCl–CrH2OH2OH2OCl-H2OH2OCl–H2OCl–CrH2OH2OH2OClH2OH2OCl–H2OCl–[Cr(H2O)6]3+若被氯取代，則有：2CrO42-(yellow)+2H+

Cr2O72-(Orangered)+H2O三、鉻(VI)的重要化合物Cr2O72-+

Cl-I-SO32-Fe2+H2SH+Cl2I2SO42-+Cr3+Fe3+SpH<2：Cr2O72-為主，pH>6：CrO42-為主。酸性條件下，Cr2O72-的具有強(qiáng)氧化性S2O82-

Ag+酸性溶液氧化性增強(qiáng),飽和K2Cr2O7溶液與濃硫酸1:7(體積比)混合，即可得鉻酸洗液怎樣判斷洗液失效？OrangeredgreenblueCr2O72-Ba2+BaCrO4↓yellowPb2+PbCrO4↓yellowAg+Ag2CrO4↓redPbCrO4早期檢查汽車司機(jī)是否酒后駕車?Cr2O72-(橙紅)Cr3+(綠)3CH3CH2OH+2Cr2O72-+16H+=3CH3COOH+4Cr3++11H2O含Cr2O72-溶液中加入Ag+、

Pb2+、

Ba2+等重金屬離子得到的總是鉻酸鹽沉淀而不是重鉻酸鹽沉淀？Questions酒精檢測(cè)儀使用一個(gè)含有兩個(gè)鉑電極的電化學(xué)燃料電池傳感器檢查和測(cè)量被測(cè)人呼吸氣體中的酒精濃度。當(dāng)呼吸被抽氣采樣系統(tǒng)抽進(jìn)燃料電池后，將產(chǎn)生一個(gè)微小電壓。該電壓與被測(cè)人身體中的酒精含量成正比。一個(gè)電子放大器放大這個(gè)電壓然后在數(shù)字顯示器上把酒精含量顯示出來(lái)。這就顯示出被測(cè)人呼吸中或血液中的酒精含量。目前常用的酒精檢測(cè)器離子鑒定CrO42-

加H2O2和乙醚CrO42-+2H2O2+2H+=3H2O+CrO5(blue)乙醚在鉻的化合物中，Cr(VI)的生物毒性最大。含鉻化合物對(duì)皮膚和粘膜有局部作用，可引起皮炎、鼻中膈等穿孔，鉻生產(chǎn)過(guò)程中引起癌癥已被證實(shí)。如果身體持續(xù)暴露在六價(jià)鉻下,會(huì)發(fā)生腎功能衰竭、心率衰竭、頭疼、留鼻血、肝衰竭、骨骼或其他器官衰竭,極易爆發(fā)癌癥。六價(jià)鉻還會(huì)進(jìn)入DNA遺傳給下一代。生活飲用水含六價(jià)鉻不得超過(guò)，工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)不得超過(guò)。朱莉亞·羅伯茨主演的著名環(huán)保影片《永不妥協(xié)》來(lái)源于一個(gè)真實(shí)故事。它說(shuō)的是美國(guó)加州公司使用六價(jià)鉻作為防銹劑,工業(yè)廢水毒害周圍百姓,最后被告上法庭,支付巨額賠償。

就在中國(guó),就在重慶主城區(qū)里,民豐農(nóng)化集團(tuán)的化工廠制造了一模一樣的六價(jià)鉻污染,而且后果更嚴(yán)重。－－

2003年，被列為中國(guó)排污第一案1噸產(chǎn)品，噸鉻渣積存了45萬(wàn)噸鉻渣處理資金：億元時(shí)間：2005－2008年11.2.2錳（magnanese)MnO2

軟錳礦，Mn3O4

黑錳礦，Mn2O3·H2O水錳礦地球含量為0.085%，比Ti，F(xiàn)e少。海底的“錳結(jié)核”儲(chǔ)量達(dá)1012t用途：主要用于合金。如：12%Mn的Cu合金，電阻穩(wěn)定，不受溫度影響，是很好的電器材料。含錳13%的Mn、Fe合金，既堅(jiān)硬又強(qiáng)韌，性能優(yōu)良。尤其錳鋼不被磁化，可用在船艦上防磁的部位。錳結(jié)核是沉淀在大洋底的一種礦石，它表面呈黑色或棕褐色，形狀如球狀或塊狀，它含有30多種金屬元素，其中最有商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值的是錳、銅、鈷、鎳等。

錳的重要化合物電子構(gòu)型：3d54s2

常見(jiàn)氧化態(tài)：+2,+3,+4,+5,+7MnO4-MnO42-MnO2Mn3+Mn2+MnEA有關(guān)反應(yīng)1.Mn2+的還原性2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2OMn2+

OH-Mn(OH)2(white)O2MnO(OH)2(brown)MnO2濃HClCl2H2O2

H+O22.MnO2的氧化性應(yīng)用：普通玻璃的”漂白劑”，制造干電池，催化劑鑒定Mn2+因?yàn)槠胀úＡСＲ蚝哿胯F（Ⅱ）而呈綠色。若在熔煉時(shí)加入MnO2，玻璃就變成無(wú)色透明。這是由于MnO2將Fe（Ⅱ）氧化成Fe（Ⅲ），Mn（Ⅳ）被還原Mn（Ⅲ）。硅酸鐵（Ⅲ）顯黃色，硅酸錳（Ⅲ）呈紫色，黃色與紫色互為補(bǔ)色，即成無(wú)色。MnO4-+SO32-H+Mn2++SO42-OH-MnO42-+SO42-H2OMnO2+SO42-MnO4-H2O2,H+Mn2++O